用于热光光开关的聚合物薄膜波导制作

【摘要】：光开关不仅是光交换的核心器件,也是影响全光网络性能的主要因素之一。结合高分子聚合物材料的优良性能,研究聚合物热光光开关的制备具有非常重要的意义。本文着重介绍了聚合物热光开关制作中的关键技术:聚合物薄膜平面波导的制作,主要内容如下: 介绍了聚酰亚胺材料的合成原理,并详细描述了材料的制备过程。 通过旋涂法制备了用于波导制作的高性能聚合物薄膜。讨论了部分工艺参数,如溶液浓度、旋涂转速、溶剂挥发性、吸水性等对薄膜质量的影响。分析了可能造成薄膜缺陷的原因,并对薄膜的性能如薄膜厚度、折射率、红外吸收特性和表面轮廓进行了测试以优化旋涂工艺。 通过磁控溅射在制得的聚合物薄膜上沉积了金属铝层,简单介绍了磁控溅射的工作原理。 通过光刻在溅射出的铝层上制作了微图形,铝层用90℃的浓磷酸腐蚀。详细介绍了整个工艺过程,并分析了可能导致缺陷的各种因素,以提高光刻精度。 利用ICP刻蚀技术在聚合物薄膜上制作了聚合物平面波导,采用氧气作为刻蚀气体,铝层作为金属掩膜层。分析了刻蚀过程中各工艺因素的影响,利用台阶仪对制得的聚合物波导进行了测试,并介绍了ICP刻蚀的基本原理和我们使用的ICP-2B刻蚀设备的结构。 本文详细介绍了用于热光光开关的聚合物薄膜平面波导的制作工艺,并通过大量的实验对其进行了分析和优化,最终制得了适合热光光开关制作的聚合物平面波导。为今后进一步摸索热光光开关制作工艺打下了坚实的基础,具有极高的实用价值。